冲击功对低碳高合金钢冲击腐蚀磨损性能的影响

文章通过改变冲击功和试验时间,利用SEM与光学显微镜观察表面形貌和亚表层裂纹,研究了在冲击、腐蚀和磨粒磨损协同作用下冲击功对低碳高合金钢磨损性能的影响,以及不同冲击功下磨损失效机理随时间的变化。试验结果表明,在2.0J和2.7J冲击功下,材料主要表现为磨粒磨损;在3.5J冲击功下,材料表现为冲击磨损。同时,在各个冲击功下,材料的磨损机理在冲击应力的循环作用下随时间发生明显变化。     

铸造复合中锰奥氏体钢的耐磨性

研究了铸造复合中锰奥氏体钢在冲击磨料磨损条件下的耐磨性能。结果表明：铸造复合中锰奥氏体钢的耐磨性是高锰钢的５．４１倍。复合层中碳化物结构为（Ｃｒ,Ｆｅ）２３Ｃ６和（Ｃｒ,Ｆｅ）７Ｃ３,呈网状分布,具有抑制磨粒压入基体和阻碍磨粒对基体的切削作用。亚表层中介稳奥氏体发生应变诱发马氏体相变,转变能来源于外界冲击功,其值为４３４Ｊ·ｍｏｌ－１。     

耐热钢高温抗冲蚀磨损性能试验

通过自行设计的气流喷砂式高温冲蚀磨损试验机对304和310s耐热钢进行了高温冲蚀磨损试验。对比了2种材料的抗冲蚀性能及其磨损机制。比较分析了温度、冲蚀角度和试样表面氧化膜等因素对冲蚀磨损率的影响规律。结果表明:310s钢的耐冲蚀磨损性能优于304钢,试样表面氧化膜在400℃时抑制了磨粒对试样表面的冲蚀,磨粒对试样表面的微切削是2种材料冲蚀磨损质量损失的主要机制。     

Al对MoSi2材料干摩擦磨损性能的影响

运用 M- 2型摩擦磨损试验机测定了不同载荷条件下 Al/Mo Si2 材料与 4 5钢配对时的干摩擦磨损性能 ,采用 SEM观察了摩擦副表面的形貌 ,利用 X- ray分析了相组成 ,并探讨了其磨损机制 .结果表明 :少量 Al的添加降低了 Mo Si2 材料的摩擦磨损性能 ,其摩擦系数和磨损率均可用负荷的 4项式表示 .随负荷增大 ,Al/Mo Si2 材料的磨损机制主要表现为微切削、粘着磨损和凿削式磨粒磨损 .图 4 ,表 3,参 16     

奥贝球铁的无润滑滑动磨损机制

研究了一种钢钼奥贝球铁在按触应力下与GCr15钢对磨时的无润滑滑动磨损。结果表明当载荷小于98N时，奥贝球铁比GCr15耐磨，磨损过程中的形变诱发马氏体相变是这种材料具有良好耐磨性的重要原因，观察到了轻微磨损向剧烈磨损的转化，轻微磨损的机制是氧化磨损与分层机制；而碚层与分层机制则为造成剧烈磨损的原因。     

Mn13Cr2高锰钢冲击磨损机制的研究

采用冲击磨料磨损试验机、扫描电镜等仪器设备,通过模拟高锰钢零件的实际工况条件,研究不同冲击功条件下材料的磨损规律以及磨损机理.研究结果表明:将高锰钢加热到650℃保温2h,再加热到1 080℃保温2h,然后淬火处理,其晶粒明显细化;高锰钢的临界冲击功为2J/mm2,高锰钢在超过临界冲击功的条件下使用时才能充分发挥其加工硬化作用;高锰钢冲击磨损过程中主要存在切削磨损和凿削磨损两个磨损机制;冲击磨损试验后高锰钢晶粒内出现了大量的滑移带,滑移带密度随着冲击功的增加而增大,在2J/mm2时,甚至出现了交滑移现象.     

奥贝球铁的无润滑滑动磨损机制

研究了一种铜钼奥贝球铁在按触应力下与GCr15钢对磨时的无润滑滑动磨损。结果表明当载荷小于98N时,奥贝球铁比GCr15耐磨。磨损过程中的形变诱发马氏体相变是这种材料具有良好耐磨性的重要原因。观察到了轻微磨损向剧烈磨损的转化。轻微磨损的机制是氧化磨损与分层机制;而脱层与分层机制则为造成剧烈磨损的原因。     

凿削磨损过程中能耗的测定与分析

本文在一台改装的单颗粒冲击磨损试验机上测定了材料磨损的能量消耗,并提出以单位磨损量的能耗即比能耗来衡量耐磨性。还建立了磨损能耗的分析模型.指出,在凿削磨损条件下,材料的耐磨性主要决定于表面能耗(E表)和变形能耗(E变).对于奥氏体钢,E变是能量消耗的主要原因;而对于马氏体钢E表更为主要。     

轮轴钢LZ50的单轴微动疲劳失效机理

研究了轮轴钢LZ50在单轴微动疲劳条件下的应力-应变滞后回线,微动区的磨损特征及断口和截面形貌;分析讨论了磨屑的形成与演变过程及微动疲劳失效机制.结果表明,LZ50在单轴微动疲劳过程中消耗的塑性不可逆功少,微动损伤机制为粘着磨损、磨粒磨损,并伴有氧化磨损.磨损过程中基体材料脱落、破碎、氧化形成磨屑,其中的硬质氧化物颗粒促进了材料表面的磨粒磨损,加速了疲劳失效过程.微动疲劳裂纹萌生区的宽度大约为100μm,失效断裂面垂直载荷方向.     

韧性材料冲蚀磨损的机理研究

在自行设计的冲蚀磨损试验台上,用石英砂对典型的韧性材料(A3钢),在不同速度、不同冲击角度下进行了冲蚀磨损试验.研究了喷砂量、冲击角、冲击速度与磨损量的关系,并用扫描电镜和表面形貌仪观察、测量了冲蚀表面的形貌,讨论了韧性材料的冲蚀磨损机理.     

1Cr9Mo钢高速气-固两相流冲蚀磨损

采用自制的激波驱动气-固两相流冲蚀磨损试验装置,选取SiO2、Al2O3和SiC颗粒,对煤化工常用材料1Cr9Mo钢进行高速气-固两相流冲蚀磨损试验研究.结合试件表面冲蚀磨损形貌,分析冲击速度、冲击角度、颗粒硬度、颗粒粒径、试件温度等因素对材料的冲蚀磨损率的影响.结果表明:在20 ℃和400℃下,1Cr9Mo钢的最大冲蚀磨损率均出现在15°～25°的冲蚀角之间,体现出典型塑性材料的冲蚀磨损特征;低角度冲蚀时磨损机理以颗粒的切削作用为主,高角度冲蚀时颗粒垂直撞击材料表面产生凹坑并致使凹坑周围的片状物碎屑从材料表面剥离;试件冲击速度指数在2.3 ～3.2范围内,磨损率受颗粒硬度影响较大;在相同冲蚀条件下,硬度较高的Al2O3和SiC颗粒对试件的磨损率比SiO2颗粒高一个数量级;磨损率随颗粒粒径的增大呈现先递增后下降的趋势;在400℃时SiO2颗粒对试件的冲蚀磨损率明显提高,磨损率最大值约为20℃时的3倍.     

Wear behavior of bainite ductile cast iron under impact load

The dry impact wear behavior of bainite ductile cast iron was evaluated under three different impact loads for 30000 cycles. The strain-hardening effects beneath the contact surfaces were analyzed according to the surfaces’ micro-hardness profiles. Scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) were used to observe the worn surfaces. The results indicated that the material with the highest hardness was the one continuously cooled at 20°C, which exhibited the lowest wear rate under each set of test conditions. The hardness of the worn surface and the thickness of the hardened layer increased with the increases in impact load and in the number of test cycles. The better wear performance of the sample cooled at 20°C is attributed to its finer microstructure and superior mechanical properties. All the samples underwent the transformation induced plasticity (TRIP) phenomenon after impact wear, as revealed by the fact that small amounts of retained austenite were detected by XRD.     

INVESTIGATION INTO THE SURFACE ENERGY OF IMPLANTED SURFACES

The critical surface energy of steels surface modified by ion implantation was evaluated. Zisman's method was used to investigate the critical surface energy of 40Cr, # 45, GCr15, 1Crl8Ni9Ti steels implanted under the different conditions from the contact angle data. The critical surface energy in steel shows a general tendency to decrease with the increase of implanting energy and dose. On the grounds of the relationship between the energy of adhesion of sliding interfaces and the solid surface energy, reduction of friction and increase of wear resistance of the implanted surfaces have been demonstrated experimentally.     

马氏体钢力学性能和耐磨性的关系

对自行研制的新型马氏体耐磨钢20Si2Ni3进行了Q-P-T(淬火-分配-回火)及传统淬火-回火(Q-T)热处理,用MLD-10型动载磨料磨损实验机比较在1.5J冲击能量、石英砂磨料条件下,20Si2Ni3钢和高锰钢ZGMn13的冲击磨料磨损性能,并用X射线测量磨损实验前后20Si2Ni3钢残余奥氏体量的变化,用扫描电镜(SEM)分析磨损机理。结果表明:经两种热处理工艺后的20Si2Ni3钢,其冲击磨料磨损性能均优于高锰钢。相比传统Q-T热处理工艺,经Q-P-T热处理后的20Si2Ni3钢,在保持较高硬度的同时,冲击韧性得到了较大提高;不同热处理工艺后,在硬度均约HRC45.5时,20Si2Ni3钢的冲击磨料磨损性能随着冲击韧性的增加而提高,磨损机理以显微犁削为主。     

粉细砂-砾岩复合地层条件下大直径越江盾构刀具磨损

为了确保大直径泥水盾构下穿江底复合地层安全顺利施工掘进,对于刀盘刀具磨损的预测和监测至关重要。本文以武汉地铁8号线黄浦路站～徐家棚站越江盾构隧道工程为背景,结合现场调研与磨损数据分析,首先根据不同地层中的刀具磨损特点进行磨损情况分类,并从地质、施工等角度对磨损原因进行了归纳,将整个越江过程中的刀具磨损分为8类,并认为滚刀非正常磨损主要由三大主要原因构成;然后基于磨损系数,对不同刀具在不同地层以及不同位置的适应性进行了分析。结果表明：(1)在复合地层中刀具磨损大小排序为撕裂刀>滚刀>刮刀>齿刀,且刮刀对硬质中胶结砾岩适应性较差,对强风化以及弱胶结砾岩适用性优于其他刀具。(2)中胶结砾岩的存在会加剧磨损,且会给大直径盾构边缘刀具带来更大的磨损影响,而强风化砾岩和弱胶结砾岩则对磨损变化影响不大。     

Relationship among wear-resistance of three-body abrasion,substructure and property in martensite steels

The effects of subsurface hardness on wear-resistance of martensitic steel 20Cr, 40CrSi, 60Mn, T8 and T10 in three-body abrasion under static load was investigated. It shows that the characteristic ofthe subsurface hardness distribution and the abrasive wear resistanceis related to the substructure near the worn surface. The substructure of the tested martensite steel has an apparent relationship with thecarbon content and steels with moderate carbon content and hardness exhibit good resistance to abrasive wear. The competition of the work-hardening effect and the temper softening effect, which resulted from deformation and friction heat generating during abrasive wear is considered to be a main reason for the relation among wear-resistance, hardness and substructure. At the test conditions, the wear-resistance of 40CrSi is the best.     

65Nb钢冷镦模具回火组织变化与耐磨性的关系

基体钢(65Nb)冷镦模具经超低温工艺处理后微观组织发生了变化,即从回火马氏体中析出碳化物微粒,残余奥氏体转变成马氏体并析出微细碳化物。这种组织变化可显著提高模具的耐磨性和冲击韧度,因而也大大延长了模具的使用寿命     

基于 NiTi 温敏形状记忆纳米结构调控的润湿性研究

NiTi 合金是常见的形状记忆合金,有着良好的形状记忆效应、超弹性、耐腐蚀性和生物相容性,在生物医疗、 航空航天和微机电等领域有着广泛的应用。 目的 研究 NiTi 合金表面不同纳米级结构的润湿性能,改善 NiTi 合金 在工作环境下的磨损情况,提高 NiTi 合金的使用寿命。 方法 使用分子动力学方法模拟周期性边界条件下 NiTi 合 金的形状记忆效应,研究在不同温度下 NiTi 合金原子的微观结构演化;同时基于 NiTi 合金温度响应下不同的微观 结构,建立液滴静态接触角仿真,研究 NiTi 合金表面在不同微观结构下的润湿性能。 结果 发现 NiTi 合金在不同温 度响应下发生相变,从而使 NiTi 合金的表面原子排列发生改变,展示了温度诱发 NiTi 合金的相变和逆相变行为以 及在原子尺度下的微观结构演化,再以不同温度响应下发生相变和逆相变的 NiTi 合金表面作为基底,发现其表面 的润湿性也发生了改变和恢复。 结论 NiTi 合金随温度响应发生相变,微观结构发生改变,其表面的润湿性能也发 生改变;而且 NiTi 合金随温度逆相变,微观结构恢复到初始状态,其表面润湿性也能随之恢复到初始状态;NiTi 合 金在相变过程中的奥氏体和马氏体含量会影响 NiTi 合金表面润湿性能,因此能够通过温度进行 NiTi 合金表面在 微观结构下润湿性的自适应调控。     

Wear behavior and nano-structure of surface layers of Hadfield steel under impact loading

Under high energy impact contact loading, a turning on the weight loss－impact cycle (WL-N) curv e has been found, which results from the formation of nano-sized grains embedded in amorphous in the surface layersof Hadfield steel. As the impact energy increases, the wear rate, d WL/dN, first increases then decreases. The nanostructure due to the accumulation of plastic deformation is composed of nano-sized grains spanning 10 ～ 50 atoms and amorphous structures.